超声波设计开题报告

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1、 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 专专 业：业： 热能与动力工程 设计设计(论文论文)题目：题目： 超声波在换热器内传播特性的 数值研究 指导教师：指导教师： 2011 年 3 月 10 日 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文文 献献 综综 述述 换热器即所说的实现冷热流体热量交换的设备 1。在化工、炼油、电力、能源等工 业领域中，换热器有着广泛的应用，其工作效率对能源的利用率有着重要的影响。然而 在换热器的运行过程中会出现污垢不可避免的

2、沉淀在表面上，不仅造成经济损失，据统 计，仅 2000 年一年污垢带来的就有 28.1 亿元的损失，严重的还会损坏设备引发事故 2， 3，4。 换热器内的污垢一般依附在换热表面上，它是热的不良导体，其导热系数还不到主 要以碳钢制造的换热表面材料的 110。传热率很低的污垢的积聚必将导致热阻增加， 换热效率降低，相应的压力就增大，泵功率增加。随着这种现象的存在，换热器除防垢 的各种方法也得到重视。在防垢方面主要有化学方法（包括酸处理法、软化法、炭化稳 定法及添加阻垢剂法等）和物理方法（包括电、磁场防垢方法、晶体技术以及超声波防 垢方法等） 。在除垢方面，广泛运用的是化学清洗法和机械处理法 5。

3、作为上述其中的一种方法，超声波除防垢技术是新一代高科技技术，主要依靠其空 化效应、活化效应、剪切效应以及抑制效应达到除防垢技术。在防垢方面，超声波利用 在液体中产生的空化作用和活化作用等， 使硬度盐微粒在成垢条件下只能析出疏松粉末 状够物， 不再沉积； 另一方面分解水分子使水的容垢能力增强， 以达到抑制成垢的目的。 在除垢方面，设备通过超声波的空化效应，活化效应，剪切效应等，作用于换热管道内 壁的污垢层，导致污垢层产生疲劳、松脱，最终达到除垢效果 6。由于它是一种低能耗 高效率的技术，成本低、环境友好、操作方便，所以对超声波运用于换热器除防垢方面 的研究、开发、广泛运用有着其必要性。 在超声波

4、这项技术的各种机理中，空化效应是其发挥防除垢效果的主要作用机理。 超声波的空化效应是当功率超声波作用于液体时，于液体中引起的一种特有的物理过 程，是一个复杂的非线性声学问题。他是这样产生的：液体分子在声压作用下振动，分 子间距被拉伸，当声压超过一定临界值时，存在于液体中的微小气核将急速膨胀，继而 突然闭合，最终崩溃，在气泡崩溃时产生相当大的能量和冲击波，这种微小气核在超声 作用下的一系列动力学过程，及其伴随的物理化学作用称超声波的空化效应 7。 空化效应的研究涉及到声学、传热学、流体力学等许多学科，人们发现这种效应并 对其的研究已经有很长一段历史了， 然而现在还是存在着诸如空化强度测量和表征方法 问题等等的问题。在实际应用中，超声波的空化效应和其机械效应，热效应等是相互影 响的， 难以剥离出来进行研究。 然而空化效应所引发的很多现象有着自身很独特的性质， 抓住其特性进行理论和模拟分析可预测其实际应用成果。 因此空化效应的研究在超声波 应用中具有很重要的理论价值和应用潜力，